bài giảng lăng kính 11 nâng cao

GV: NGUYỄN ĐỨC THÁI


KIỂM TRA KIẾN THỨC ĐÃ HỌC

Câu hỏi:
1. Viết biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng?
Quan sát các hình vẽ sau:
2. Hãy chọn hình vẽ đúng theo định luật khúc xạ ánh sáng?

n1sini = n2sinr
Trường hợp 1: n1 > n2

a)

b)

Trường hợp 2: n1 < n2

a)

b)


Các em hãy quan sát các ảnh dưới đây và cho biết nó có
liên quan tới dụng cụ quang học có tên gọi là gì?



Bài 47:

I. Cấu tạo của lăng kính.
Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất được
giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song.

Cạnh của lăng kính.

A

Mă
̣t b

ên
̣t b
Mă

ên

A

B

C

B

n
Mặt đáy

Tam giác ABC là tiết diện thẳng của lăng kính.

A là góc chiết quang
n là chiết suất của chất làm lăng kính

C


Bài 47:

II. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH

1) Thí nghiệm

Chiếu một tia sáng đơn sắc SI tới mặt bên AB của
lăng kính có chiết suất n > 1 (đặt trong không khí)

A

S

B

Kết quả: Tia sáng bị lệch về phía đáy lăng kính

C

R


Bài 47:

II. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH

2) Cách vẽ
Tại I : Vẽ tia tới SI hợp với
pháp tuyến của mặt phân cách
AB một góc i. Vì sin i = n sin r
→ Tính được góc khúc xạ r → Vẽ
tia khúc xạ IJ lệch về phía đáy
BC của lăng kính và gặp mặt
phẳng AC tại J

A

i1
S

Tại J : Dựng pháp tuyến thu được góc
r’ (có thể tính bằng công thức ).Vì n sin
r’ = sin i’ → Tính được góc i’ → Vẽ tia ló
IR lại lệch thêm về phía đáy BC của
lăng kính

I

r1 r 2 J

i2

D
R

Bài 47:

III. Các công thức lăng kính.

sini1 = nsinr1
sini2 = nsinr2
A = r1 +r2
D = i1 +i2 - A

A

(1)
(2)
(3)
(4)

i1
S

nkk=1

K

I

r 1 r2
H

J

i2

D

n

R

nkk=1

+ Trường hợp góc A và i nhỏ ta có công thức gần đúng

D = (n-1)A

(5)

Các em về nhà tự chứng minh các công thức trên như bài
tập về nhà


Bài 47:

IV. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
1) Thí nghiệm
Cho một chùm tia sáng hẹp song song đi qua đỉnh của
lăng kính như trên hình vẽ Phần chùm tia không đi qua lăng
kính cho một vệt sáng K0 trên màn E . Phần chùm tia đi qua
lăng kính, bò lệch đi một góc là D, cho trên màn E một vệt

sáng K.

A Dm

K0
E

D
K


Bài 47:

III. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.

2) Nhận xét
Khi góc tới thay đổi thì góc lệnh cũng thay đổi và
qua một giá trò cực tiểu (gọi là góc lệch cực tiểu), kí
hiệu là Dm.
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu, đường đi tia sáng
đối xứng qua mặt phân giác của góc ở đỉnh A
A

ii

S
B

Dm

I
r

r’ J

i’
R
C


IV. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
3) Công thức lăng kính khi tia sáng có góc lệch
cực tiểu

Gọi im : Góc tới ứng với độ lệch cực tiểu .
Dm : Góc lệch cực tiểu
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu thì i’ = i = im
Và r’ = r = ½ A (góc có cạnh tương
A
ứng vuông góc)
Dm+A
i=
Vậy Dm = 2 i –A Hay
Dm
2
I
i’
i
r
r’

Dm+A
A
J
Sin
= n sin
(6)
S
2
2
B
C

R


Bài 47:

III.Công dụng của lăng kính.
1. Máy quang phổ (lăng kính).


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
a) Bố trí thí nghiệm

B

S

J

45o

20:25

C

R

A

13


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
b) Thí nghiệm

Chiếu một chùm sáng song song đơn sắc tới
vuông góc với mặt bên AB của một lăng kính bằng
thủy tinh được đặt trong không khí., có chiết suất n
=1,5, tiết diện chính là một tam giác vuông cân
B
S

J
45o
C
20:25

R

A
14


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
c) Nhận xét

Tia sáng không ló ra ở mặt BC mà bò phản xạ
toàn phần tại mặt này rồi ló ra ở mặt AC
B
S

J
45o
C
20:25

R

A
15


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích

Tại mặt AB, góc tới i = 00 nên tia sáng đi thẳng vào lăng

kính, tới mặt huyền tại J với góc tới là j = 45 0. Góc tới giới hạn
trong trường hợp này là igh = 420 ⇒ j > τ.
Do đó tia sáng bò phản xạ toàn phần tại J. Tia phản xạ
vuông góc với mặt góc vuông AC nên ló thẳng ra ngoài không
khí.
B

S

J
45o
20:25

C

A

16


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích

Giải thích tương tự khi chiếu chùm tia tới vuông góc
với mặt huyền BC và song song với nhau
⇒ Xuất hiện chùm tia phản xạ toàn phần tại hai mặt
BA và CA của góc vuông và ló ra khỏi mặt huyền BC

B

A

20:25

C

17


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích

 Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường
hợp này
B
S

J
45

o

C
20:25

B

R

A

A
C
18


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích

 Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường
hợp này

B

B
R

J
45o
C
20:25

S

A

A

C
19


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.2) Ứng dụng của lăng kính

Lăng kính phản xạ toàn
phần có tác dụng như
một gương phẳng
→ Làm ống nhòm , kính
tiềm vọng …


20:25

20


Bài 47:

2. Ứng dụng của lăng kính.
a. Lăng kính phản xạ toàn phần.
Lăng kính

Sơ đồ cấu tạo máy chụp ảnh

Lăng kính

Máy chụp ảnh

Lăng kính


Bài 47:

2. Ứng dụng của lăng kính.
a. Lăng kính phản xạ toàn phần.

Ống nhòm


Bài 47:

2. Ứng dụng của lăng kính.
a. Lăng kính phản xạ toàn phần.

Kính tiềm vọng

H


Giải bài tập sau:
Một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n=1,41 ≈ 2 . Tiết diện thẳng
của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt
phẳng tiết diện, tới AB với góc tới i1 = 45o. Xác định góc ló i2.
Tóm tắt
A

n= 2

A =60

i1
S

I

r1 r2

i1 =45o

i2

J

n

o

i2 =?
R

Giải
+Taïi I, ta coù: sini1 = nsinr1
sin45o 1
Þ sinr1 =
=
2
2
Þ r1 = 30o

Ta coù: A = r1 + r2
Þ r2 = A - r1 = 60o -30o = 30o
+Taïi J, ta coù: sini 2 = nsinr2
Þ sini 2 = 2 .sin30o =
Þ i 2 = 45o

2
2


CẦU VÒNG